本次設(shè)計(jì)中所用的PLC為日本OMRON公司的產(chǎn)品CPM1A,整個(gè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)以下兩個(gè)思想:(1)在控制系統(tǒng)中,大量軟件的使用可以使系統(tǒng)硬件接線簡(jiǎn)單,成本降低,可行性提高;(2)使用CPT軟件,直接可以畫梯形圖,并轉(zhuǎn)換為程序,操作更方便,準(zhǔn)確率高，
PLC在龍門刨床中的應(yīng)用
。一、龍門刨床中的控制工藝
刨床是金屬切削機(jī)床的一種,主要用于加工各種平面和溝槽,表面形成方法是軌跡——軌跡法。而龍門刨床主要用于中小型生產(chǎn)車間及修理車間,加工大平面,特別是長(zhǎng)而窄的平面,如導(dǎo)軌面和泡槽等。
龍門刨床在加工工件之時(shí),工件固定在工作臺(tái)上作前進(jìn)或后退的直線往返運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng)),而刀具固定在刀架上作垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的周期性進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng))。因此工件在加工之前要調(diào)整好工件與刀具的相對(duì)位置(即對(duì)刀)。龍門刨床刨臺(tái)主運(yùn)動(dòng)由二臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)(容量為2*60KW)拖動(dòng),電動(dòng)機(jī)在電氣上串連,機(jī)械上并聯(lián)。
龍門刨床在切入工件時(shí),要求刨臺(tái)作低速運(yùn)動(dòng)(Vqj),以便刀具以低速切入工件,而后升速到正向前進(jìn)速度(Vqo),到前進(jìn)末,為了防止刀具將工件邊緣剝落和減少正向越位,也要前進(jìn)末減速。當(dāng)擋塊碰到行程開關(guān)QHXK時(shí),刨臺(tái)經(jīng)過(guò)一定越位(慣性引起,大型龍門刨床越位小于400mm,中型小于 300mm,),從正向進(jìn)入反向啟動(dòng),一直升速到后退速度(Vho)。反向末,擋塊碰到HSXK行程開關(guān),進(jìn)入反向末減速(Vhj),當(dāng)擋塊碰行程開關(guān) HQXK時(shí),刨臺(tái)經(jīng)反向越位后進(jìn)入正向低速。當(dāng)DQXK復(fù)位時(shí),前進(jìn)初低速段結(jié)束轉(zhuǎn)正向速度。如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。在刨臺(tái)反向末,刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)側(cè)面有二個(gè)擋塊A和B,它不斷碰撞行程開關(guān),實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。
刨臺(tái)拖動(dòng)直流電機(jī)是由邏輯無(wú)環(huán)流可控硅整流裝置供電。改變可控硅的速度給定就可以得到要求的速度波形。龍門刨床主傳動(dòng)繼電器控制線路如下圖所示:
圖中速度給定部分(Vg)是由W1~W6中的一個(gè)電位器取得電壓信號(hào)。電位器的選擇是由繼電器的接點(diǎn)進(jìn)行。圖中各繼電器的符號(hào)說(shuō)明如下:FKJ——綜合繼電器;SJ1——刨床電源分閘時(shí),延時(shí)繼電時(shí)間繼電器CF——刨床電源控制接觸器; ZDC——能耗制動(dòng)聯(lián)鎖接點(diǎn);QJ——刨臺(tái)前進(jìn)繼電器;HJ——刨臺(tái)后退繼電器;JJ——刨臺(tái)自動(dòng)往返繼電器;IOJ——刨臺(tái)后退換前進(jìn)繼電器;IHJ ——刨臺(tái)前進(jìn)換后退繼電器;J——刨臺(tái)減速繼電器;QHXK——刨臺(tái)前進(jìn)換后退行程開關(guān);HQXK——刨臺(tái)后退換前進(jìn)行程開關(guān);HSXK——刨臺(tái)后退減速行程開關(guān);DQXK——刨臺(tái)前進(jìn)減速行程開關(guān); 2AN、5AN——刨臺(tái)點(diǎn)進(jìn)、動(dòng)退按鈕; 3AN、4AN——刨臺(tái)自動(dòng)進(jìn)退按鈕;RDJ、ZHJ、YJL、RJ——故障聯(lián)鎖接點(diǎn)。
刨臺(tái)自動(dòng)進(jìn)退控制過(guò)程:按下1AN,綜合繼電器FKJ得電,其常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開,電源控制接觸器CF上電,按下3AN,自動(dòng)往返繼電器JJ 得電,其常開閉合,常閉斷開,從而前進(jìn)繼電器QJ得電,刨臺(tái)前進(jìn)(注:此時(shí)HQXK、DQXK、HSXK尚沒有復(fù)位)刨臺(tái)低速切入。當(dāng)HQXK、 DQXK、HSXK復(fù)位,刨臺(tái)低速切入斷結(jié)束轉(zhuǎn)正向前進(jìn)速度。當(dāng)擋塊A壓下前進(jìn)末減速行程開關(guān)QSXK,其常開閉合,常閉斷開,則前進(jìn)繼電器QJ失電,其觸點(diǎn)復(fù)位,刨臺(tái)由前進(jìn)轉(zhuǎn)為后退,同時(shí)QHXK、QSXK復(fù)位,當(dāng)擋塊B碰到后退末減速行程開關(guān)HSXK,其常開觸點(diǎn)閉合,常閉斷開,刨臺(tái)轉(zhuǎn)低速后退，
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《PLC在龍門刨床中的應(yīng)用》(http://m.msguai.com)。當(dāng)壓到后退轉(zhuǎn)前進(jìn)行程開關(guān)HQXK時(shí),刨臺(tái)重新進(jìn)入低速切入狀態(tài),如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。二、PLC在龍門刨床中的應(yīng)用
根據(jù)上面的龍門刨床繼電器控制線路圖,結(jié)合CPM1A端子編碼和外部接線圖,就可以設(shè)計(jì)刨床主運(yùn)動(dòng)部分的梯形圖。如下所示:
原繼電器控制電路中QJ、JJ、HJ、IQJ、IHJ、J等繼電器,只要不是直接從I/O點(diǎn)輸出,均可用內(nèi)部繼電器取代,圖中用2000-20005代替。
在繼電器控制線路圖中,當(dāng)按刨臺(tái)總停開關(guān)時(shí),刨臺(tái)立即停止,但制動(dòng)接觸器CF通過(guò)斷電延時(shí)時(shí)間繼電器SJ1延時(shí)切斷CF,使能耗制動(dòng)回路和消除剩磁爬行回路延時(shí)接通。當(dāng)將這樣的延時(shí)五環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成梯形圖時(shí),由于CPM1A設(shè)備內(nèi)部只有通電延時(shí)繼電器,因此在梯形圖中要用線路的方法采用通電延時(shí)繼電器來(lái)達(dá)到斷電延時(shí)的目的。
三、電路調(diào)試
本次設(shè)計(jì)的電路調(diào)試部分主要是PLC程序的調(diào)試。我們使用了日本歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A系列的PLC,根據(jù)龍門刨床的輸入輸出特點(diǎn),選用的型號(hào)是CPM1A-40CDR-A,適配器為RS-232C。
具體的操作是使用了CPT軟件,它是將個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232C通信適配器CPM1-C1F01與PLC連接進(jìn)行程序調(diào)試。整個(gè)調(diào)試過(guò)程如下:拔動(dòng)開關(guān)00000、00006(即為ON)時(shí),中間繼電器20000、前進(jìn)繼電器20001得電,因?yàn)榇藭r(shí)行程開關(guān)00011、00101、00102還沒復(fù)位,在實(shí)際的龍門刨床的運(yùn)動(dòng)中應(yīng)該是低速切入,(具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程見刨臺(tái)自動(dòng)進(jìn)退控制過(guò)程),不過(guò)這一部分在程序調(diào)試中并不能直接表示出來(lái),只能通過(guò)開關(guān)的接通或斷開來(lái)顯示。因此同時(shí)拔動(dòng)開關(guān)00011、00101、00102(即為ON)時(shí),中間繼電器20005得電,即減速繼電器得電,所以是低速切入運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)拔動(dòng)開關(guān)00007(即為ON)時(shí),后退繼電器 20002得電,由于20002的互鎖功能,前進(jìn)繼電器20001失電,刨臺(tái)由前進(jìn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后退運(yùn)動(dòng),同時(shí)也由于自鎖功能,就一直保持。這樣依次操作,刨臺(tái)反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。在下面部分具體的線圈(01000—01006)輸出,主要是通過(guò)開關(guān)的接通與斷開來(lái)控制龍門刨床運(yùn)作的某一速度。
四、總結(jié)
整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程下來(lái),本文有自己的深刻體會(huì)。從最初設(shè)計(jì)到電路的調(diào)試結(jié)束,確實(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)用PLC控制龍門刨床,電路接線簡(jiǎn)單,程序編寫方便,實(shí)現(xiàn)了刨床的自動(dòng)控制,可靠、穩(wěn)定和安全。在調(diào)試階段,遇到一些細(xì)小問(wèn)題。每個(gè)細(xì)小問(wèn)題雖不是很明顯,但卻足以讓你無(wú)法達(dá)到正確結(jié)果,甚至無(wú)法進(jìn)行下一步工作。比如, 在進(jìn)行程序調(diào)試時(shí),發(fā)現(xiàn)后退繼電器20002不能動(dòng)作,經(jīng)仔細(xì)檢查才知道原因,改正后,程序就能正常運(yùn)作了。諸如此類問(wèn)題我們碰到了很多,但經(jīng)過(guò)我們反復(fù)檢查和思考,總算能逐一解決并達(dá)到預(yù)期的效果。